具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说 明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内 容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样 落于本申请所限定的范围。

实施例：如附图1-4所示，本发明所述是基于膜蒸馏的太阳能智能户外洗手 装置，包括加热冷凝系统、清水储存系统、出水回收系统、发电供电系统；

所述加热冷凝系统包括第一箱体1，第一箱体1用于存水，所述第一箱体1 内的上部倾斜设有板状的微通道冷凝器11，在所述微通道冷凝器11的底面上敷 设有膜结构12，为了解决水蒸气冷凝的问题，微通道冷凝器11采用了膜蒸馏微 通道金属冷凝板，其对水蒸气进行冷凝，并且按照一定的角度斜插入第二箱体2， 利用重力可使冷凝水流入第二箱体2中，整块微通道冷凝器11仅是在金属冷凝 板的基础上加设了多条双梯形小直径凹槽结构(如附图2所示)，增大了热蒸气 收集面积，扩大热蒸气与冷凝壁接触面积，为冷凝水提供下流路径，使得冷凝 水沿着槽道下流，另外利用重力效应避免了经冷凝后的水珠滴落，加快了冷凝 水凝结效率与排出效率；当膜两侧存在一定温差时，由于蒸汽压的不同，水蒸 气透过微孔在冷测冷凝，热侧溶液逐步浓缩，加快水蒸气的冷凝，金属冷凝板 滴落的冷凝水由自身重力沿路径下流到第二箱体2。所述第一箱体1内的底部设 有第一加热器13，第一加热器13可采用加热棒，第一加热器13与蓄电池41连 接，用于对第一箱体1内的水进行加热，使其蒸发；所述第一箱体1的底部设 有排污阀14，维护期间打开排污阀14，排出沉积于箱底的杂物，能够提升第一 箱体1里的水质。

优选的，所述第一箱体1内的顶部设有风冷装置15，所述第一箱体1远离 第二箱体2的一端的外壁上设有透气窗，所述透气窗位于微通道冷凝器11的上 侧，所述透气窗内设有过滤网16，所述透气窗的外侧设有防尘罩17，风冷装置 15通过冷风对微通道金属冷凝板进行风冷散热降温，增大冷凝板与水蒸气环境 的温差，提高冷凝效率，位于壁面上的过滤网16与防尘罩17达到了散热和防 止雨水及杂物的进入的目的。

优选的，所述第一箱体为保温箱，可在第一箱体1周围铺上保温层进行保 温，能防止第一箱体1内的水蒸发时热量的散失，能够降低能耗。

优选的，为了解决水消耗的问题，所述第一箱体1的外壁上设有注水口18， 注水口18为单向，可对第一箱体1内的水进行补充；为了监测第一箱体内的水 位变化、温度和气压，所述第一箱体1内安装有水位计5、第一温度感应计19、 压力感应器7。

所述清水储存系统包括固定在第一箱体1的外壁上的第二箱体2，第二箱体 2用于储存清洁水，所述微通道冷凝器11的高度较低的一端插入第二箱体2中；

优选的，所述第二箱体2与第一箱体1之间设有溢流管6，所述溢流管6位 于微通道冷凝器11的下侧，通过溢流管导通第二箱体2与第一箱体1，使第二 箱体2能保持一定液位，迅速排除多余水，使其进入第一箱体1，保证装置的正 常运行。

优选的，所述第二箱体2内安装有第二加热器22，可对水进行加热，使第 二箱体2中的水温恒定在某一范围内。进一步的，第二箱体2为保温箱，第二 箱体2被一层保温层包围，减小了第二箱体2中水的热损失。

优选的，所述第二箱体2内第二温度感应计21、电子水位感应器23，用于 时刻监视第二箱体2中的温度变化和水位的变化。

优选的，所述第二箱体2的顶部设有泄压阀24，泄压阀24可采用电子泄压 阀，由于第二箱体2与第一箱体1连通，第二箱体2与第一箱体1内的压力是 一样的，当对第一箱体1内的水不停加热时，第二箱体2与第一箱体1内的压 力会变大，压力变大水的沸点也会随之提高，限制箱内压力处在一定范围内能 够保证蒸馏环节更好的进行，故增加了电子泄压阀，调节箱内的气压。

优选的，所述第二箱体2内的顶部安装有紫外光灯25，紫外光灯对水进行 高温消毒外的二次消毒，能够除去冷凝水中可能携带的细菌，保证了水的清洁 性。

所述出水回收系统包括洗手台3、增压泵31，所述洗手台3的顶部设有回 收水槽32，所述回收水槽32的上侧设有水龙头33，在洗手台3上设有与水龙 头33相适应的支座，所述水龙头33的进水端通过第一管路34与增压泵31连 接，所述增压泵31的进水口与第二箱体2连通，所述回收水槽32的底端通过 第二管路35与第一箱体1连通，使用增压泵31提高水压，保证水流的循环流 动，第二箱体2中的水通过第一管路34到达外界供人们的清洁活动，回收水槽 32中的水通过第二管路35回收到第一箱体1进行二次利用，清洁手部后的废水将通过第二管路35流入第一箱体1。

优选的，所述回收水槽32内设有可拆卸过滤网36，通过可拆卸过滤网36 来收集人们洗手时掉落的物品，以及防止比较大的污垢堵塞第二管路35，有利 于装置的维护和清理；所述第二管路35上设有控制阀门37，控制阀门37采用 电动阀门，起到了防止脏水倒流的作用。

优选的，所述水龙头33为红外感应水龙头，避免人们的手与水龙头33进 行接触，从而避免了人们在洗手后的二次接触污染。

优选的，所述洗手台3的高度可调，所述第一管路34、第二管路35均包括 一段软管，在洗手台3的底部设有液压升降系统，所述液压升降系统包括升降 台、升降台支架、液压撑杆和液压组件组成，液压撑杆给运行的升降台支架一 个支撑作用，防止使用人洗手时对回收水槽32用力过大。

进一步的，所述第二箱体2上设有智能识别系统26，便于人们对箱内清水 温度及水位的直观了解，同时可以根据来人的身高，控制液压升降系统和水龙 头的出水量。

所述发电供电系统包括光伏板4、蓄电池41、控制器42，光伏板4与蓄电 池41电连接，采用光伏发电原理为本发明的运行供电，并将光伏组件所产生的 电量存储在蓄电池41中，以防止连续性的阴雨天气给太阳能供电带来影响，控 制器42则起到了控制蓄电池充放电的作用，控制器42由各种传感器和监测器 件组成，用于对各个传感器和监测器件传回数据进行分析和传递，并且执行相 对应的控制策略。蓄电池41、控制器42均位于第一箱体1底部的底座中，所述 第一箱体1、第二箱体2、洗手台3均位于光伏板4的下侧，所述光伏板4覆盖 第一箱体1、第二箱体2、洗手台3，光伏板4还起到遮风挡雨的作用，既可以 保护装置也可以给人们提供便利。

本发明的工作原理如下：

本发明利用光生伏特原理，阳光照射在光伏板4上产生电能，蓄电池41将 其电能储存，蓄电池41可为本发明中的各种原件提供电能，通过各种感应器和 监测器(红外感应器、温度感应器、智能识别系统、水位感应器、压力感应器 等)对整个装置的监测，将装置信息及运行状态反馈给控制系统，控制系统将 根据不同的反馈信息对所述装置的相关器件(紫外光灯、加热棒、电子泄压阀、 电动阀门、风冷装置、增压泵、液压控制器、脏水出口及阀门等)进行实时的 控制和调整，并将相关信息上传反馈给维护人员。

本发明的循环水清洁装置工作原理为：当智能识别系统26感应到有人需要 进行清洁活动，水龙头33自动出水，然后流入回收水槽32，通过可拆卸过滤网 36粗过滤的废水经第二管路35流入第一箱体1(脏水箱)中，与此同时第二箱 体2(清洁水箱)的水位有所下降，当第二箱体2中的水位下降到一定程度时， 电子水位感应器23会发送信号给控制系统，控制系统接收到信号后，向蓄电池 42发出给第一箱体1的加热棒供电的信号，第一箱体1内的加热棒开始工作， 为第一箱体1的脏水进行加热，此时蒸馏冷凝系统、风冷装置15开始工作，持 续对金属冷凝板降温，随着脏水温度的升高，脏水不断蒸发出干净的水蒸气， 且蒸发量随温度逐渐变大，大量的水蒸气通过膜组件与微孔冷凝板相接触，冷 凝成液滴，并通过重力的作用汇聚流向第二箱体2，部分滴落的清水沿着膜组件 流入第二箱体2，第二箱体2通过电子水位感应器23感应水位高度，当水位快 要到达储存最大容量时，发送信号给控制系统，停止加热第一箱体1中的脏水。 之后第二箱体2里的清水会再次被人们使用，如此建立了水的循环利用。当第 一箱体1的水量，因为人们清洁活动时的消耗，水位低到一定程度时，水位计5 会发送信号给控制系统，控制系统发送信号给维护人员，让维护人员对装置进 行注水、排杂物和维护等操作。

对于清水储存系统而言，蓄电池为紫外光灯，温度感应器，电子水位感应 器，电子泄压阀，和其中的加热棒供电，当箱内气压到达设定最大值时，控制 系统输出控制信号，电子泄压阀打开进行泄压操作。紫外光灯定时打开进行杀 毒除菌工作，据调查人的最佳清洁温度在30摄氏度到40摄氏度，所以当清水 储存区的水温感应器，探测到水温不在此温度范围内，通过控制系统，其中的 加热棒会得到供电，对水进行加热；

通过压力感应器感应到水箱内的压力超出设定值时，控制系统发出信号， 电子泄压阀打开进行泄压操作，当压力感应器感应到水箱内的压力小于1.5个 大气压的时候，电子泄压阀关闭；

控制系统根据第二箱体2(清水储存区)内水位感应器给出的信号，来调节 第一箱体1(脏水储存区)加热棒的输出功率，若清水储存区水位下降过快，脏 水储存区的加热棒功率变大并长期维持大功率状态，进行脏水的蒸发，从而加 快清水储存区水位的回升；

当第一箱体1(脏水储存箱)水位低于设定的最低水位极限时，控制系统将 断开脏水加热棒的电源供给，防止加热棒的干烧，第二箱体2(清水储存箱)通 过电子水位感应器检测水位，同理防止加热棒干烧。

智能识别系统感应使用人的身高和性别，通过控制器控制液压系统的升降 和水龙头的出水量，在顾及老人小孩的同时也保证了合理的用水量。

通过各传感器和监测器的信号反馈，控制系统可以向维护人员发送装置运 行的相关信息，以此进行装置的日常维护操作。

本装置将微通道冷凝板与膜蒸馏结合对热水蒸汽进行冷凝回收，有效提高 水蒸气冷凝效率和冷凝水回收效率，保证了用水洁净度和蒸馏水出水效率；通 过重力作用回收被使用的水，构成了循环水使用系统，使水资源得到了循环利 用；通过智能化控制系统对装置的运行参数进行监测和调整，从而保证装置的 协同稳定运行和满足人们的用水需求；本装置为集成一体化系统，依靠太阳能 供能独立运行于各大户外公共场所以及无城市管网和电网的地区，安装维护较 为方便，可节省较多人工和物料成本，绿色环保。